制藥分離工程答案

1、 緒論1-2 分別給出生物制藥、化學制藥以及中藥制藥的含義。 生物藥物是利用生物體、生物組織或其成分，綜合應用生物學、生物化學、微生物學、 免疫學、物理化學和藥學等的原理與方法進行加工、制造而成的一大類預防、診斷、治療制 品。廣義的生物藥物包括從動物、植物、微生物等生物體中制取的各種天然生物活性物質(zhì)及 其人工合成或半合成的天然物質(zhì)類似物。 化學合成藥物一般由化學結構比較簡單的化工原料經(jīng)過一系列化學合成和物理處理過程制得(稱全合 成);或由已知具有一定基本結構的天然產(chǎn)物經(jīng)對化學結構進行改造和物理處 理過程制得(稱半合成)。 中藥則以天然植物藥、動物藥和礦物藥為主，但自古以來也有一部分中藥來自人工

2、合成(如無機合成 中藥汞、鉛、鐵，有機合成中藥冰片等)和加工制成(如利用生物發(fā)酵生產(chǎn)的六神曲、豆豉、醋、酒等，近 年來亦采用密環(huán)菌固體發(fā)酵、冬蟲夏草菌絲體培養(yǎng)、靈芝和銀耳發(fā)酵等)。 1-10 試按照過程放大從易到難的順序，列出常用的 8 種分離技術。 1-11 結晶、膜分離和吸附三種分離技術中，最容易放大的是哪一種？最不容易放大的又是哪一種？ 1-12 吸附、膜分離和離子交換三種分離技術中，技術成熟度最高的是哪一種？最低的又是哪一種 固液萃取2-1 簡述植物藥材浸取過程的幾個階段。 浸潤、滲透階段，即溶劑滲透到細胞中 解析、溶解階段，解析即溶劑克服細胞成分之間的親和力 擴散、置換階段，包括分子

3、擴散和對流擴散 2-4 選擇浸取溶劑的基本原則有哪些，對常用的水和乙醇溶劑適用范圍進行說明。 對溶質(zhì)的溶解度足夠大，以節(jié)省溶劑用量 與溶質(zhì)之間有足夠大的沸點差，以便于溶劑采用蒸餾方式回收利用 溶質(zhì)在溶劑中擴散系數(shù)大和粘度小 價廉易得，無毒，腐蝕性小 生物堿鹽類、苷、苦味質(zhì)、有機酸鹽、鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、唐、樹膠、色素、多糖類（果膠、粘液質(zhì)、菊糖、 淀粉） ，以及酶和少量揮發(fā)油都能被水浸出，選擇性相對差，容易引起有效成分水解。乙醇介于極性和非極 性之間，乙醇含量 90%以上時適合浸取揮發(fā)油、有機酸、樹脂、葉綠素等；50%70%時，適合浸取生物堿、 苷類；50%以下時，適合浸取苦味質(zhì)。蒽醌類化合物。 2

4、-6 固液浸取工藝方法都有哪些，各用什么設備。 浸取工藝： 單級浸取工藝。單級浸取工藝比較簡單，常用于小批量生產(chǎn)，缺點是浸出時間長，藥渣也能吸收一定量的 浸出液，可溶性成分的浸出率低，浸出液的濃度也較低，濃縮時消耗熱量大。 單級回流浸取工藝。又稱索氏提取，主要用于酒提或有機溶劑（如醋酸乙酯、氯仿、石油醚）浸提藥材及 一些藥材提脂。提高了提取率，使提取與濃縮緊密結合在一起，缺點提取液受熱時間長，對熱敏性藥材不 適宜。 單級循環(huán)浸漬浸取工藝。有點提取液澄明度好，密閉提取溫度低，乙醇消耗量比其他工藝低，缺點液固比 大。 多級浸取工藝。 半逆流多級浸取工藝。保持了循環(huán)提取法的優(yōu)點，克服了酒用量大的缺點

5、，從操作上看奇數(shù)不急偶數(shù)有規(guī) 律。 連續(xù)逆流浸取工藝。浸出率高，浸出液濃度也高，消耗的熱能少，浸出速度快。2-7 影響浸取的主要因素有哪些。 （1） 浸取溶劑選擇和輔助劑的添加 （2） 2）浸取過程的影響因素 藥材的粒度。按理論藥材愈細與溶劑接觸面積愈大，提取效果愈好，但植物性藥材愈細，吸附作用于強， 過細大量細胞破裂，不溶性雜質(zhì)以及較多的樹脂，粘液使提取困難。 浸取的溫度。溫度升高使組織軟化，促進膨脹，增加可溶性成分的溶解和擴散速率，而且溫度升高可使 蛋白質(zhì)凝固，沒被破壞，有利于浸出和制劑的穩(wěn)定。但溫度過高可能是藥材中不耐熱的成分分解或揮發(fā)性 成分分解、變質(zhì)、或揮發(fā)散失。 溶劑用量及提取次數(shù)

6、。由實驗確定。 浸取時間。一般誰來浸取時間與浸取量成正比，但時間過長往往導致大量雜質(zhì)溶出，如苷類易被在一起 的酶所分解，以水為溶劑容易霉變。 濃度差。濃度差越大進出速率越快，一般連續(xù)逆流浸取的平均濃度差比 1 次浸取過程的濃度差大一些， 攪拌或強制浸出循環(huán)液等有助于擴大濃度差 溶液的 PH 值。如酸性溶液提取生物堿，堿性溶液提取皂苷等。浸取的壓力。一種是密閉升溫加壓（慎用） ，一種是通過氣壓或液壓不升溫。2-12 2-14 液液萃取3-2 在液液萃取過程選擇萃取劑的理論依據(jù)和基本原則有哪些？ 3-5 比較多級逆流萃取和多級錯流萃取，說明兩種方法的缺優(yōu)點。 3-6 如何判斷采用某種溶劑進行分離的

7、可能性與難易。 3-7 給出分配系數(shù)與選擇性系數(shù)的定義。分配系數(shù)K:是指在互成平衡的萃取相與萃余相中的質(zhì)量分率之比。選擇性系數(shù)：是指萃取相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比和萃余相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比的比值。K=1時，萃取操作可以進行，=1時萃取操作不能進行。 3-9 液液萃取的影響因素有哪些？ 萃取劑的影響，操作溫度的影響，原溶劑條件的影響（pH 值、鹽析、帶溶劑） ，乳化和破乳 3-133-14 超臨界流體萃取 反膠團萃取與雙水相萃取5-25-4 非均相分離6-2 過濾操作的操作原理是什么，影響過濾操作的因素有哪些？ 過濾是使懸浮液通過能截留固體的并具有滲透性質(zhì)的介質(zhì)來完成固液分離的過程。 因素

8、： 懸浮液的性質(zhì)，減小懸浮液黏度有利于提高過濾，一般采用提高溫度或者抽真空 過濾推動力，重力設備簡單但速度慢，真空速度快但受溶液沸點和大氣壓力的影響，加壓對設備的強度、 緊密性要求較高 過濾介質(zhì)與濾餅的性質(zhì)，對不可壓縮的濾餅提高推動力提高速率，對可壓縮性介質(zhì)提高壓差反而不利 6-3 主要與過濾分離性能相關的物料性質(zhì)有哪些？ 固體顆粒的形狀、尺寸，懸浮液的密度、黏度、固含量、電動現(xiàn)象等 6-4 簡述表面過濾與深層過濾的機理與應用范圍。 篩網(wǎng)材料（尼龍單絲、金屬單絲）將過濾中雜質(zhì)直接截留在材料表面。優(yōu)點是單絲結構可反復清洗，消耗 成本較低；而缺點是表面過濾模式，易造成濾袋表面堵塞，該類型產(chǎn)品最適用

9、于精度較低的粗濾場合. 顆粒尺寸比介質(zhì)的孔道直徑小得多，但孔道彎曲細長，顆粒進入之后很容易被截住，更由于流體流過時所 引起的擠壓和沖撞作用，顆粒緊附在孔道的壁面上，這種過濾是在介質(zhì)內(nèi)部進行的，介質(zhì)表面無濾餅形成。 過濾具有較高過濾效率，此外高溫表面熱處理，即應用瞬間燒結技術，能有效地防止過濾時纖維受流體高 速沖帶而散失；毛氈材料是屬于丟棄型的（一次性使用） 6-5 簡述過濾介質(zhì)的分類。 a,織物介質(zhì)，工業(yè)上使用最廣泛的一種過濾介質(zhì)，又稱為濾布。由棉、毛、絲、麻等天然纖維和各種合成 纖維制成的織物，以及玻璃絲和金屬絲織成的網(wǎng)。 b，粒狀介質(zhì)，由細砂、石礫、玻璃渣、木炭屑、骨炭以及酸性白土等細小堅

10、硬的顆粒狀物料作堆積層，多 用于城市和工廠給水設備中的濾池以及含濾渣較少的懸浮液的場合。多用于深層過濾。 c，多孔固體介質(zhì)，有具有很多微細孔道的固體材料，如多空陶瓷、多空塑料或多空金屬制成的板狀或管狀 介質(zhì)。適用于處理只含少量細顆粒的腐蝕性懸浮液及其他特殊場合。 6-10 制藥工業(yè)中常用的液固非均相過濾設備為哪幾種？簡述他們的結構、特點及操作過程。 真空吸濾器，優(yōu)點是結構簡單、使用可靠、價格低廉、耐腐蝕，其濾渣可以洗滌。缺點是過濾面積小、速 度慢、人工間歇操作、濾渣中含液量較多。適用于懸浮液中含固相量較少的場合。 轉筒真空過濾機，將過濾、洗滌、吹干、卸渣、清洗濾布等操作在轉筒的旋轉過程中完成。

11、優(yōu)點是操作自 動化，單位過濾面積的生產(chǎn)能力大，改變轉速即可調(diào)節(jié)濾餅厚度。缺點是過濾面積遠小于板框壓濾機，設 備結構比較復雜，濾渣含濕量比較高，洗滌也不夠徹底等。適用于顆粒不太細、黏性不太大的懸浮液。不 宜用于溫度太高的懸浮液，以免濾液的蒸汽壓過大而使真空失效。板框壓濾機，屬加壓過濾機，主要由固定板、濾框、濾板、壓緊板和壓緊裝置組成。優(yōu)點是結構簡單、價 格便宜、生產(chǎn)能力彈性大，能夠在壓力下操作，濾餅含液量較一般過濾機低，單位產(chǎn)量所占地面和空間小。 確定是由于濾餅的密實性和變形，洗滌不完全；由于排渣和洗濾布易發(fā)生對過濾介質(zhì)的磨損，過濾介質(zhì)的 壽命短，手動拆框勞動強度大，工作條件不好，保壓性能差，增

12、加了善后處理工作量。適用于過濾黏度較 大的懸浮液、腐蝕性物料和可壓縮性物料。 葉片壓濾機，洗滌與卸裝均較方便，占地面積小，過濾速度大，但濾餅厚度不易均勻。 管式過濾器， 袋式過濾器，現(xiàn)在幾乎被其他過濾器所取代，主要用于除去氣體中的塵粒。 空氣過濾器 單元式空氣空氣過濾器。 微孔濾膜過濾器，多用于精餾，也可用于無菌空氣的凈化等。 6-13 離心機有哪些類型？ 三足式離心機，結構簡單，運行平穩(wěn)，適用于過濾周期較長、處理量不大的物料，分離因子為 5001000 臥式刮刀卸料離心機，不需要過濾介質(zhì)，分離因子最大可到達 1800，一般用于處理固體顆粒尺寸 5 到 40 m，固液相密度差大于 0.05g/

13、 和固相濃度小于 10%的懸浮液。 螺旋沉降離心機，有立式和臥式兩種結構。連續(xù)操作，可用于處理液液固三項混合物。分離因子可達 6000， 分離性能較好，適應性較強，對物料濃度的變化不敏感。 管式高速離心機，其轉股呈橢圓形，分離因子可達 1500 到 6000，適合分離稀薄的懸浮液、難分離的乳濁 液以及抗生素的提純，廣泛應用于生物制藥等。管式離心機結構簡單、緊湊、密封性能好，但容量小。 碟式分離機的轉鼓內(nèi)裝有許多倒錐形碟片，碟片數(shù)為 30 到 100，可以分離乳濁液中輕重兩相，也可以有少 量原粒的懸濁液。 6-14 離心沉降與離心過濾有什么不同？ 精餾技術 膜分離 吸附 9-1 吸附作用的機理是

14、什么？ 固體內(nèi)部分子受到作用力的總和為零，分子處于平衡狀態(tài)。而界面上的分子受到不相等的來自兩相的分子 作用力，作用力的合力指向固體內(nèi)部，內(nèi)從外界吸收分子、原子或離子，并且在其表面形成多分子或單分 子層。 9-2 吸附法有幾種？各自有何特點？ 根據(jù)操作方式的不同，可分為： 變溫吸附分離，低溫吸附，高溫解吸，循環(huán)時間較長。 變壓吸附分離，高壓吸附，低壓解吸。 變濃度吸附分離，熱敏性物質(zhì)在較高溫度下容易聚合，因此不宜升溫解吸，可用溶劑置換吸附分離。 色譜吸附分離，醫(yī)藥工業(yè)常用且高效的分離技術之一，按操作方法不同分為迎頭分離操作、沖洗分離操作 和置換分離操作等。 循環(huán)吸附分離技術。是一種固定吸附床，經(jīng)

15、熱力學參數(shù)和移動項周期性的改變，來分離混合物的技術。 按作用力的本質(zhì)即按吸附劑和吸附質(zhì)的吸附作用的不同，吸附過程可分為 3 類。 物理吸附，吸附劑和吸附質(zhì)通過分子間范德華力產(chǎn)生的吸附作用稱為物理吸附。特點，吸附區(qū)域為自由界 面，吸附層為多層，吸附是可逆性的，吸附的選擇性較差。規(guī)律，易液化的氣體易被吸附。焓遍較小。 化學吸附，固體表面原子的價態(tài)未完全飽和，還有剩余的呈鍵能力，導致吸附劑與吸附質(zhì)之間發(fā)生化學反 應而產(chǎn)生吸附作用，稱為化學吸附。特點，吸附區(qū)域為未飽和的原子，吸附層數(shù)為單層，吸附過程是不可 逆的，吸附的選擇性較好。焓變較大。 交換吸附，吸附劑表面如果由極性分子或者離子組成，則會吸引溶液中帶相反電荷的離子，形成雙電層同 時在吸附劑與溶液間發(fā)生離子交換，稱為交換吸附。特點，吸附區(qū)域為極性分子或離子，吸附為單層或多 層，吸附過程可逆，吸附的選擇性較好。 9-4 影響吸附過程的因素有哪些？ 吸附劑的特性，組成結構，容量，穩(wěn)定性等。 吸附物的性質(zhì)，熔點，締合，離解，氫鍵等。 溶劑，單，混。 吸附操作條件，溫度，ph 等。 離子交換 色譜分離過程 結晶過程12-312-9 干燥和造粒15-3 干燥過程通常分為哪兩個階段，在這兩個階段中干燥速率各受什么因素控制。 恒